Photonen und Magnonen können über dipolare Kopplung und magneto-optische Effekte wechselwirken. Diese Phänomene bilden die Grundlage für vielseitige Magnon-Spektroskopie und starke Magnon-Photon Kopplung. Starke Magnon-Photon Kopplung kann zur Hybridisierung von magnetischen Anregungen mit elektromagnetischer Strahlung genutzt werden.

Wir nutzen solche Kopplungseffekte zur optischen Spektroskopie von Dzyaloshinskii-Moriya Wechselwirkungen [1]. Wir entwickeln neuartige magneto-optische Untersuchungsmethoden, die Magnonen mit Orts- und Phasenauflösung über einen breiten Frequenzbereich anregen und detektieren können [2]. Wir haben gezeigt, dass die Magnon-Photon Hybridisierung durchstimmbar ist [3] und Frequenzkonversion ermöglicht [4].

[1]  H. T. Nembach, J. M. Shaw, M. Weiler, E. Jué, and T. J. Silva, Linear relation between Heisenberg exchange and interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction in metal films, Nat. Phys. 11, 825 (2015).

[2]  L. Liensberger, L. Flacke, D. Rogerson, M. Althammer, R. Gross, and M. Weiler, Spin-Wave Propagation in Metallic Co₂₅Fe₇₅ Films Determined by Microfocused Frequency-Resolved Magneto-Optic Kerr Effect, IEEE Mag. Lett. 10, 5503905 (2019).

[3]  H. Maier-Flaig, M. Harder, S. Klingler, Z. Qiu, E. Saitoh, M. Weiler, S. Geprägs, R. Gross, S. T. B. Goennenwein, and H. Huebl, Tunable magnon-photon coupling in a compensating ferrimagnet—from weak to strong coupling, Appl. Phys. Lett. 110, 132401 (2017).

[4]  S. Klingler, H. Maier-Flaig, R. Gross, C.-M. Hu, H. Huebl, S. T. B. Goennenwein, and M. Weiler, Combined Brillouin light scattering and microwave absorption study of magnon-photon coupling in a split-ring resonator/YIG film system, Appl. Phys. Lett. 109, 72402 (2016).